复合絮凝剂范文

复合絮凝剂范文（精选9篇）

复合絮凝剂 第1篇

PAC和PAM分别为无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂, 两者分别具有凝聚和絮凝的作用。对其进行复合絮凝除油试验研究, 达到了良好的除油效果。

1 实验部分

1.1 主要原料及仪器

所用试剂均为市售分析纯、J B YⅡ型絮凝搅拌机1台、7 5 2分光光度计1台、O I L 2水中油份浓度仪1台等。

1.2 絮凝实验

含油废水取自某钢厂浊循环系统的废水, 其水质指标见表1。

取实验废水2 0 0 m l, 加入4 0 0 m l的烧杯中, 加入一定量的药剂, 在转速为120r/min下搅拌2min, 随后降低转速至40r/min, 搅拌10min, 静置25min后, 取上层清液进行分析。

2 结果与讨论

2.1 PAC加入量对絮凝效果的影响

以不同的P A C加入量对含油废水进行除浊试验, 结果如图1所示。

由图1可以看出, P A C在加入量为1 5 m g/L时, 悬浮液的剩余浊度就明显的降低。当加入量在加入量2 5 m g/L以后其浊度值下降趋于平缓, 故确定其预加入量为30mg/L。

2.2 PAM加入量对絮凝效果的影响

以不同的P A M加入量对含油废水进行除浊试验, 结果如图2所示。

由图2可以看出, PAM在加入量为0.2mg/L时, 悬浮液的剩余浊度就明显的降低。当加入量在加入量0.3 m g/L以后其浊度值下降趋于平缓, 故确定其预加入量为0.3 m g/L。

2.3 单体药剂除油去浊试验

由以上去浊试验确定的加入量进行除油去浊试验, 并进行比较, 结果如表2。

由表2可知单体药剂处理含油废水效果一般。PAM比PAC的除油效果要好, 从去浊方面考虑, P A M的去浊效果没有P A C的效果好。由此可知单体药剂在絮凝除油去浊试验中不足。需要对药剂进行复合, 以使在除油去浊方面达到较好的效果。

2.4 复合药剂除油去浊试验

本试验在合理的组合下, 使其达到药剂用量少, 而且还能达到很好的除油去浊效果。先投加无机絮凝剂P A C, 再投加有机絮凝剂P A M, 充分发挥各药剂的特点。如无机絮凝剂的压缩双电层、电中和的作用机理, 有机絮凝剂吸附架桥的作用机理。

2.4.1 复合絮凝剂加入量的确定

先分别加5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L的PAC, 再加入0.2mg/L的P A M, 以观察其絮凝沉降现象, 并对其上层清液进行油和浊度的测量, 其试验结果如图3。

通过观察P A C和P A M的复合絮凝现象, 发现P A C随着的量的增加其组合的效果也明显变好, 絮片变大。当P A C的加入量为10mg/L的时候其絮凝除油去浊效果已经很好, 除油率达到8 8.6%, 去浊率达9 2.3%。由图3可看出当加入量大于1 0 m g/L后, 其除油去浊率都达到9 0%以上。

由以上试验确定了PAC与PAM组合时无机单体PAC的加入量为10mg/L, 在此加入量的情况下, 就能达到很好的除油去浊的效果。

2.4.2 对絮体进行电镜观察并对絮凝机理分析

取加PAC的絮体和加PAC和PAM的絮体进行电镜分析其组织结构, 通过絮体的组织形貌, 更加明确的了解各絮凝剂的絮凝效果及絮片形成的机理。以下电镜图为放大1万倍的絮体照片由图可以看到单体絮凝效果, 及其组合后的絮体情况。

对几种药剂絮凝所得絮体进行电镜分析, 结果如图4、图5所示。

由上图的无机单体药剂P A C的絮体图中可清楚的看到其组织中有许多大小不一的颗粒, 而且好多小颗粒吸附在大颗粒上, 当加了P A M后也很清楚的看到许多小颗粒不见了, 而是出现了粘附成蜂窝装的絮体, 这样充分体现了P A M吸附架桥作用及沉淀网捕作用, 更有助于脱稳颗粒的聚团作用。

通过以上试验及絮体的分析后更明确的了解絮凝的机理, 无机絮凝剂首先具有电中和作用, 由于胶体粒子表面一般带有负电荷, 颗粒间有静电斥力, 使胶体分散系统能长期保持稳定。通过投加无机絮凝剂P A C, 其水解产物带正电核, 当水解产物靠近或被吸附到胶体表面上时, 就可以是胶体表面的负电荷减少或消失。这样就是胶体脱稳, 也就起到了破乳的效果。其次水解而发生羟基桥连, 从而形成了带电荷的多聚体, 其具有卷扫和吸附水中的细小油滴及杂物, 所以也可以起到破乳除油的作用;当加有机药剂后的电镜很明显的看出其颗粒的粘联及架桥的结构。这充分说明有机絮凝剂主要是通过其自身的高分子有机物的网捕、架桥的作用, 有机絮凝剂具有很长的分子链, 能在经无机絮凝作用形成的胶体颗粒表面上发生架桥作用, 从而形成大而密的絮凝体, 其吸附架桥及沉淀网捕作用把一些细小颗粒聚集成大颗粒, 最后沉淀而起到了絮凝除油作用。可以使小颗粒聚集共沉淀。因此在投加有机絮凝剂时最好是先加些无机絮凝剂先进行脱稳, 形成微小的不稳颗粒, 然后再加有机絮凝剂, 这样可以达到良好的效果。因此进行药剂的组合实验, 使其在除油、去浊方面达到良好的效果。

3 结语

(1) 通过对单体絮凝剂和复合絮凝剂的除油去浊试验, 充分的肯定。药剂的合理组合会使絮凝效果明显的增加。而且絮凝剂的使用量也有明显的减少。从而起到了既节约成本又达到良好的处理效果。

(2) 对单体药剂的絮体和复合药剂的絮体进行了电镜分析, 更加充分了解了絮凝作用的机理。更充分的解释了单体药剂合理的组合后, 其絮凝效果明显优于单体药剂使用。

(3) 本试验用的药剂为常用絮凝剂, 更有利于工业化的推广, 也可用处理其他废水。

摘要：含油废水是一种常见而又难于处理的工业废水。目前常用PAC絮凝剂处理含油废水, 处理效果不好而且耗费的絮凝剂量较大。本课题针对这一问题, 采用复合法絮凝处理含油废水并与单一絮凝剂的处理效果进行了比较, 结果表明, 投加复合絮凝剂, 具有投药量少, 除油效果好的特点。

关键词：含油废水,复合絮凝

参考文献

[1]袁惠民, 等.含油废水处理方法[J].化工环保, 1998, 18 (3) :146～149.

[2]Berne F.Physical-chemical methods of treatment for oil-containing effluents.Water Sci Technol, 1982, 14 (9～11) :1195～1207.

复合絮凝剂 第2篇

高产絮凝剂复合菌的基因分型及絮凝效果研究

摘要：利用从土壤中经分离、纯化得到的絮凝剂产生菌筛选出产高效絮凝剂的复合菌,并借助电子显微技术、随机扩增多态性DNA技术等对其进行了系统鉴别.研究表明:三种菌中有两种是放线菌,一种为酵母菌,它们的`生理、生化特性有相似之处.基因分型结果表明,三种菌的DNA存在一定的同源性,但特异性显著.处理污染水体的试验结果表明,该复合菌所产絮凝剂能够很好地絮凝如赖氨酸废水、铬黑T废水、高岭土悬浊液等,与传统絮凝剂相比其絮凝效果更显著.作 者：张玉玲    张兰英    任何军    姚军    张春玲    ZHANG Yu-ling    ZHANG Lan-ying    REN He-jun    YAO Jun    ZHANG Chun-ling  作者单位：张玉玲,张兰英,任何军,张春玲,ZHANG Yu-ling,ZHANG Lan-ying,REN He-jun,ZHANG Chun-ling(吉林大学,环境与资源学院,吉林,长春,130026)

姚军,YAO Jun(长春市城建疏浚工程有限公司,吉林,长春,130021)

期 刊：中国给水排水  ISTICPKU  Journal：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：, 22(11) 分类号：X703.1 关键词：复合型微生物絮凝剂    基因分型    DNA多样性   

复合絮凝剂 第3篇

关键词：废水处理,絮凝剂,凹凸棒,含镍废水,除浊

0 前 言

电镀等行业排放的含镍废水污水严重,镍盐易引起过敏性皮炎,具有致癌性,国标规定工业废水Ni2+含量不能超过1 mg/L。目前,对含Ni2+废水的处理已引起了重视。Ni2+的处理方法主要有凹凸棒吸附法[1]、化学沉淀法[2]、催化还原法[3]、电解法[4]、离子交换法[5]及高分子重金属絮凝剂螯合法[6,7]等,而这些方法价格昂贵、使用寿命短、树脂易污染。因此,研发有效、实用的含Ni2+废水的处理方法具有重要的现实意义。

新型絮凝剂APAC是在制备聚合氯化铝的过程中加入酸改性的凹凸棒,经高温反应、熟化而得。APAC是具有特殊结构的无机高分子絮凝剂[8],其分子结构中起吸附作用的改性凹凸棒与起电中和、架桥作用的羟基铝离子相互协调互补,使其絮凝性能增强。

本工作采用慢速滴碱法制备了APAC,并以含Ni2+水样为处理对象,研究了APAC对重金属离子的处理能力。

1 试 验

1.1 APAC絮凝剂的制备

按铝土质量配比,于250 mL三口烧瓶中加入20 mL,0.8 mol/L的AlCl3溶液和6 mol/L盐酸改性的凹凸棒,在70 ℃下磁力搅拌,用微量滴定仪按0.1 mL/min的速度滴入0.5 mol/L NaOH溶液,使产品达到盐基度。反应4 h后冷却,静置熟化24 h,于70 ℃下烘干,研磨即得APAC固体产品。将固体APAC溶于蒸馏水中制成浓度为2 g/L的APAC絮凝剂备用。

1.2 检测方法

以硫酸镍、高岭土和蒸馏水配制含39.0 mg/L Ni2+,浊度为179.3 NTU的水样。取500 mL水样于烧杯中,投加絮凝剂,用JJ-4A型六联搅拌机以120 r/min的速度快搅2 min,50 r/min速度慢搅10 min,再静置10 min,用注射器(吸口直径3 mm)吸取距液面2 cm处的上清液作为试样。采用721分光光度计以硫酸联胺-乌洛托品定标测定浊度[9];采用丁二酮肟分光光度法测定Ni2+含量[9]。

2 结果与讨论

2.1 APAC盐基度对处理效果的影响

固定APAC投加量为40 mg/L,废液pH值为7,在室温下测量APAC对废水中Ni2+及浊度的去除率与盐基度的关系,结果见图1。

由图1可知,废水中Ni2+和浊度的去除率随APAC盐基度的升高先升高后降低。当盐基度为80%时,去除效果最佳,Ni2+和浊度的去除率分别为85.05%,97.82%;当盐基度高于80%时,去除效果却下降。这是因为盐基度过高,聚合物难以稳定存在,易产生难溶的氢氧化铝沉淀。

2.2APAC中铝与凹凸棒质量比对处理效果的影响

固定APAC投加量为40 mg/L,盐基度为80%,废液pH值为7,在室温下,测量APAC对废水中Ni2+及浊度的去除率与APAC中铝与凹凸棒质量比的关系,结果见图2。

由图2可知,Ni2+和浊度的去除效果随着凹凸棒组分含量的增大先升高后降低,存在最大值,即铝与凹凸棒质量比为2 ∶1时,Ni2+和浊度的去除效果最佳,去除率分别为85.22%,94.18%。

2.3 APAC投加量对处理效果的影响

在室温和pH值为7的条件下,用浓度为2 g/L的APAC(35.38% Al2O3)溶液处理含Ni2+废水,絮凝剂APAC用量[m(APAC溶液)/V(废水样)]对废水中Ni2+和浊度去除率的影响见图3。

由图3可知,APAC用量增加时,废水浊度及Ni2+的去除率均先升高后降低,用量为32 mg/L时APAC的净水效果最佳,浊度及Ni2+去除率达到最高,分别为99.82%及84.02%。这是因为APAC用量太少时电性中和少,吸附架桥作用较弱,使得去除效果不佳;用量增大时吸附量随之增大,有利于吸附架桥;但是当覆盖率接近100%时,由于颗粒表面已无吸附空位,桥连作用无法实现[10],故随着絮凝剂投加量的继续加大,去除率将不再增大。用APAC处理含重金属废水,形成的是沉降性能较好且密实的大絮凝体。

2.4 废水pH值对处理效果的影响

用HCl和NaOH调节废水的pH值,然后加入浓度为2 mg/L的APAC絮凝剂(35.38% Al2O3),投加量为32 mg/L,废水pH值对废水除浊率及除Ni2+率的影响见图4。

由图4可以看出,废水的pH值对APAC的处理效果有显著影响。除浊率随废水pH值的增大而增大,pH值大于8后趋于恒定,除浊率为99.18%;pH值为10时,Ni2+的去除率最高,达到87.42%。

3 APAC除浊、除Ni2+机理初探

絮凝剂主要是通过静电吸附、电中和脱稳、双电层压缩、架桥、网捕等多种作用将细小松散的微粒聚集成密集的大颗粒,然后在重力的作用下沉降,最终净化水体。在所制备的复合絮凝剂中,聚合羟基铝离子(PAC)主要作为无机絮凝剂中和水中悬浮颗粒物,并使之脱稳聚沉;凹凸棒组分主要作用是吸附水中絮体及离子交换、配位吸附水中的Ni2+,并加速絮体的下沉。

凹凸棒黏土矿物是一种含水的层状铝(镁)硅酸盐矿物,其化学活性中心有2个:层间可交换阳离子及水分子和Al-O八面体及Al3+取代Si4+后形成的Al-O四面体中的Al-OH基团。当凹凸棒与聚合氯化铝反应后,投入中性、碱性的废水中时,其表面可以形成水合氧化物覆盖层,表面呈负电性,有利于配位吸附重金属离子。

另外,由于凹凸棒表面有许多-Si-OH,-Al-OH断键,且有大量的可溶态Al,Ca,Fe等,表面的可溶态离子如Al和Fe等离子迅速溶解,并以一定的速度梯度由矿物表面扩散至水体中。在扩散过程中,Al,Fe等离子发生水解,初步水解的-OH具有桥键的性质,可使Al,Fe离子的单核配合物通过桥键缩合或聚合为多核配合物或高聚物,使水解产物由低电荷低聚合度发展为高电荷高聚合度的多核配合物或高聚物,且同时与矿物表面的-Si-OH,-Al-OH断键进行结合,将其本身与矿物联结在一起,组成一个特殊的、去污效果极强的“矿物-高聚物复合体”。由于该复合体表面上大量的多核配合物或高聚物,使其在污水中极易与胶体发生吸附架桥、卷扫、压缩双电层及电中和作用,从而大大提高絮凝效果。

4 结 论

(1)新型环保絮凝剂APAC能够有效地去除水中的Ni2+及浊度物,去除效率较高。

(2)APAC除Ni2+及除浊的性能,受盐基度、铝与凹凸棒质量比、投加量、pH值等因素影响。当铝与凹凸棒质量比为2 ∶1,盐基度为80%,2 mg/L APAC投加量为32 mg/L,pH值在7~12范围内时,Ni2+及浊度的去除效果最佳。

参考文献

[1]李静萍,陈峰,李发达.凹凸棒石对废水中Ni2+吸附性能的研究[J].应用化工,2008,37(5):514～516.

[2]陈志勇,王辉.漂白粉氧化处理化学镀镍废液的研究[J].电镀与环保,2001,21(4):30～31.

[3]屠振密,黎德育,李宁,等.化学镀镍废水处理的现状和进展[J].电镀与环保,2003,23(2):1～5.

[4]Veglio F,Quaresima R.Recovery of valuable metals from electronic and galvanic industrial wastes by electrowinning[J].Waste Management,2003,23:245.

[5]陈军,张允什.树脂对贮氢合金化学镀镍废液的交换与再生[J].水处理技术,1996,22(2):119～121.

[6]于明泉,常青.高分子重金属絮凝剂对镍离子螯合能力的研究[J].工业用水与废水,2007,38(1):25～27.

[7]王刚,常青.高分子重金属絮凝剂PEX捕集Ni2+及除浊性能研究[J].环境科学学报,2007,27(5):763～769.

[8]夏德强,王萍,付君善,等.新型环保絮凝剂APAC的制备及性能表征[J].中国给水排水,2008,24(15):82～85.

[9]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2002:96～97,375.

复合絮凝剂 第4篇

LKM型絮凝剂具有破乳能力强、水溶性好、使用方便和储存稳定的特点,其复合制剂的.除油效果更好.现场工业试验证明:在除油率大致相同的情况下,其投加量为聚合氯化铝的1/2至1/5,浮渣生成量少,易于处置和利用,可作为聚合氯化铝的换代产品在含油废水处理中使用.

作 者：宋永吉 梁克民  作者单位：宋永吉(北京石油化工学院材料与化工学院,北京,102617)

梁克民(沈阳工业大学石油化工学院,辽宁,111003)

复合絮凝剂 第5篇

炼油厂含油污泥主要来源于隔油池池底沉积的油泥、浮选池投加絮凝剂气浮时产生的浮渣及曝气生化单元的剩余活性污泥,俗称“三泥”[1,2,3]。

本文在考察国内外大量文献[4,5,6,7,8]及实地情况的基础上,采用一种新型无机有机高分子复合絮凝剂一步絮凝预处理操作取代原工艺的蒸汽加热、硫酸破乳、氢氧化钙中和及阴离子有机絮凝剂絮凝多步预处理操作,将原工艺的多步高温操作改为一步常温操作,简化处理工艺,消除生产安全隐患,降低能耗,提高“三泥”脱水效率;使“三泥”经处理后,其渣含水率小于85%,液相含固率小于10%。本研究利用复合絮凝剂进行“三泥”离心分离试验及脱水性能的小试及中试研究,探讨其规律及机理,从而为炼油厂含油污泥预处理工艺提供基础数据和理论参考。

1 材料及方法

1.1 试剂、实验仪器及材料

主要试剂:聚合氯化铝无机高分子絮凝剂(分析纯,沈阳市化学试剂厂);聚合氯化铁无机高分子絮凝剂(分析纯,沈阳试剂一厂);PAM系列有机高分子絮凝剂(分析纯,沈阳市试剂三厂)。

主要仪器:80-1离心机,上海手术器械厂;PHS-25型酸度计,上海雷磁仪器厂;KDM-2型可调控温磁力搅拌加热仪,山东荷泽电子控温技术研究所;TCW系列温控仪,余姚市第二热工仪表厂;WGZ-1数字式浊度仪,上海第三光学仪器厂;标准磨口的250ml锥形瓶的全玻璃回流装置。

实验原料取自抚顺石油一厂污水处理场“三泥”,其性质见表1。

由表1可知,“三泥”的含水率较高,如能使含水率降到85%以下,污泥体积将大大缩小,便于运输、贮存和进一步处理处置。此外“三泥”中有机物含量较高,高分子絮凝剂投加量会较大,可先加无机絮凝剂后加有机絮凝剂,或选用离子强度高的阳离子有机絮凝剂,降低成本。

因“三泥”中浮渣约占总量的93%,“三泥”的性质主要取决于浮渣,因此,实验室小试主要针对浮渣。

1.2 分析方法

含水率、挥发性固体质量百分含量、可溶性无机残渣质量百分含量、含油率及CODcr的测定方法[9]。

2 结果与讨论

2.1 含油污泥一步法常温处理絮凝剂的研究12种阳离子有机高分子絮凝剂对浮渣的絮凝效果

针对对浮渣,本研究在常温下进行了单一投加试验及组合投加试验:通过烧杯试验,比较絮体形状大小、沉降速度、上清液体积和浊度,筛选出适合浮渣絮凝处理的有机高分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂,确定无机/有机复合絮凝剂的质量比例和投加顺序。

在常温下,12种阳离子有机高分子絮凝剂对浮渣的絮凝效果如下:

有机高分子絮凝剂药剂6号——阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)效果最好,当其投加量为200ppm,100ml浮渣的上清液量在40ml以上。因此,CPAM为最佳有机高分子絮凝剂。

2.2 上清液浊度与CPAM投加量的关系曲线

当投加不同剂量CPAM后可知,CPAM投加量在100-150ppm之间效果较好,上清液浊度低于110,表明在此投加量下,浮渣胶体经吸附电中和及吸附架桥等作用已脱稳完全,ζ电位降低,达到最大的凝聚点。当投加量<100ppm时,浊度显著下降,絮凝效果随着絮凝剂用量的增加而增加。

但当絮凝剂的用量>150ppm时,上清液浊度升高,水质恶化。表明絮凝剂过量,所形成的絮体发生再稳。因此,CPAM最佳投加量为100 ppm。

2.3 浮渣上清液浊度随两种无机高分子絮凝剂投加量变化关系

由浮渣上清液浊度随两种无机高分子絮凝剂投加量变化的曲线可知:

聚合氯化铁(PFC)投加量为800ppm时浊度较低(106),再增大投加量无实际意义。同样聚合氯化铝(PAC)投加量为400ppm浊度较低(86),投加量600ppm浊度最低(85)。由两曲线比较可知,对于浮渣的预处理,从用量和效果看,PAC强于PFC,因此筛选出PAC为本实验的最佳无机高分子絮凝剂药剂,投加量初步设定为400ppm。

2.4 PAC与CPAM以质量比2/1的比例复配絮凝效果

PAC与CPAM以质量比2/1的比例复配后,加入到“三泥”中,其处理效果好于分别投加絮凝剂的情况。试验结果见表2:

由表3可知,复配后再投加的浊度低一些,上清液量和其他分析指标也能证明这个结论。

3 结论

本论文在实验室条件下利用该复合絮凝剂进行了“三泥”重力沉降试验、离心分离试验、脱水性能试验、影响因素(絮凝剂投加量、搅拌时间、分离因数和离心时间)试验,确定了相关的工艺参数,并得到如下结论:

(1)有机高分子絮凝剂药剂阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)效果最好,因此,CPAM为最佳有机高分子絮凝剂。

(2)对于浮渣的预处理,从用量和效果看,PAC强于PFC,因此筛选出PAC为本实验的最佳无机高分子絮凝剂药剂,投加量初步设定为400 ppm。

(3)有机高分子絮凝剂药剂和无机高分子絮凝剂药剂复合之后,能够使其絮凝效能相互促进,增强各自的絮凝作用从而比单独投加的效果要好。

摘要：本文对污水处理场的含油污泥进行了预处理及机械脱水研究,将原预处理中的多步高温操作改为一步常温操作,简化处理工艺,降低运行成本。含油污泥一步法预处理及离心分离工艺的实验室研究结果表明:聚铝-阳离子型聚丙烯酰胺(PAC/CPAM=2/1)对含油污泥具有良好的调质效果。

关键词：含油污泥,絮凝剂,脱水,PAC/CPAM

参考文献

[1]赵庆祥.污泥资源化技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[2]李凡修,辛焰,陈武.含油污泥脱水性能试验[D].荆州:江汉石油学院.

[3]石宝友,汤鸿宵.聚合铝与有机高分子絮凝剂高分子复合絮凝剂的絮凝性能及其吸附特性[J].环境科学,2000,21(1):18-22.

[4]姜勇,赵朝成,赵东.含油污泥来源与处理方法综述[Z].

[5]孙晓娟,钟景蒋,培华,等.炼油厂“三泥”中浮渣脱水工艺研究[J].江苏石油化工学院学报,2001,13(4):17-19.

[6]常青,陈野.二甲基二烯丙基氯化按的合成[J].环境科学,1999,20(1):87-90.

[7]任秀霞,郭春昱.絮凝剂对大庆油田的应用[Z].大庆油田建设设计研究院.

[8]赵华章,高宝玉,岳钦艳.二甲基二烯丙基氯化按(DMDAAC)聚合物的研究进展[J].工业水处理,1999,19(6):1-4.

复合絮凝剂 第6篇

无机高分子混凝剂, 对废水中的悬浮物去除非常有效, 但对印染污水的高色度, 去除率较低, 尤其是废水中可溶性染料物质较多时, 作用甚微。有机高分子絮凝剂可以降低沉淀絮凝体的体积, 对悬浮物、色度物质也有一定作用。无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂的复合应用, 可以达到协同作用, 但色度、COD指标达标排放并不容易。

近年的应用研究表明, 双氰胺-甲醛树脂作为脱色絮凝剂, 对含油污水、造纸废水、屠宰废水有较好的处理效果, 对印染污水脱色效果非常显著, 但混凝时, 絮体细小, 混凝能力有限;用铝盐和 (或) 铁盐改性双氰胺-甲醛聚合物后, 混凝性能得到提高, 但沉淀物体积较大;再用乙二胺改性后, 聚合物的粘度 (或分子量) 提高, 性能进一步加强。与无机混凝剂或絮凝剂复合使用, 显著降低各自的用量, 也降低印染废水处理成本, 但树脂用量偏高, 且价格较高, 处理成本仍然不低。

本试验试图做到:用铝盐和乙二胺作改性剂, 制备改性双氰胺-甲醛聚合物, 在此基础上, 将高分子量聚环氧氯丙烷胺絮凝剂作为改性剂的一部分, 得到高分子脱色絮凝剂, 单独使用, 降低应用成本, 并采用烧杯混凝试验法, 考察其脱色絮凝能力。

1 实验部分

1.1 实验仪器

J B90-D电动搅拌器, 上海梅颖浦仪器仪表制造公司;ZR4-6智能混凝试验搅拌机, 深圳中润水工业技术发展有限公司;SZ-I色度仪, XZ-I浊度仪, 上海海恒机电仪表公司;HH-S数显恒温水浴锅, 江苏金坛市医疗仪器厂;PHS-25C酸度计, 上海康仪仪器公司。

1.2 实验药剂

二氰二胺、二甲胺溶液 (33%) 为化学纯试剂, 环氧氯丙烷、甲醛溶液、氯化铵、脲、无水乙二胺等均为分析纯试剂, 结晶氯化铝为市售工业级。

1.3 产物合成

1) 高分子量聚环氧氯丙烷胺 (PEDA) 的制备:在装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管及恒压滴液漏斗的250m L四颈烧瓶中, 先加入101.6g环氧氯丙烷, 水浴冷却并搅拌下, 保温25~40℃, 用2.5h, 分批加入100g二甲胺 (33%) 溶液。撤去水浴, 反应溶液自动升温至约50℃, 保温反应30min。加入3.3g无水乙二胺溶液, 反应溶液自动升温至约60℃, 保温反应1h。再升温至70℃, 保温反应4h。冷却至室温。

所得环氧氯丙烷-二甲胺-乙二胺聚合物, 呈淡黄色极黏稠液体。极易溶于水。与聚氯化铝等无机混凝剂相溶性很好。产物PH7~8, 固含量为66.5%。

性能测试时, 将样品稀释至固含量50.0%, 以便于比较, 定为样品A。

2) 高分子量改性双氰胺-甲醛/聚胺复合脱色絮凝剂[P (DCD-EDA) ) 合成:在装有电动搅拌器、温度计、球形冷凝管的250m L三口烧瓶中, 加入56g甲醛 (37.5%) 溶液, 室温搅拌下, 加入30g二氰二胺和24g氯化铵, 溶液温度开始降低约10℃, 随后在约0.5h, 自动升温至65~70℃。物料溶解, 溶液逐渐变得透明, 保温反应1.5h。溶液呈淡黄色黏稠状。

加入5g无水乙二胺, 保温反应20min, 溶液变得更加黏稠;加入适量上制聚环氧氯丙烷胺聚合物 (先用适量水溶解) , 保温反应20min, 溶液呈微浑浊, 同时黏稠状明显增加。加入5g脲, 微浑消失, 保温反应1h, 溶液变得透明, PH6~7。

加入适量结晶氯化铝, 保温反应1h。加水调整溶液的固含量。冷却至室温。

所得复合脱色絮凝剂, 呈无色或淡黄色, 可流动的极黏稠液体。固含量可控40%~70%, 氧化铝含量5%~10%, PH值可控1.0~4.0。储存稳定性好。

性能测试时, 将样品稀释至固含量50.0%, 氧化铝含量8.0%, 定为样品B。另取不加入聚环氧氯丙烷胺聚合物的样品, 也稀释成固含量50.0%, 氧化铝含量8.0%, 定为样品C。

1.4 性能测试

待处理生产废水:取自某企业印染厂生化处理后水, 呈暗红色, 浑浊, 有臭味, PH 8.2~9.7, 色度410~1132度, CODcr264~365m g/L, BOD 122~185m g/L, 浊度65.4~86.5NTU需处理量2000m3/d。

混凝性能判定:将脱色絮凝剂样品A、B、C分别稀释成固含量10%。取有代表性的待处理废水1000m L (必要时, 先调整PH值) , 于六个特制烧杯中, 置混凝搅拌仪上。将需要投加量的脱色絮凝剂, 置小试管中, 少量水稀释。按下混凝程序自动运行:300r/min-30s;45r/m in~10m in;沉淀15m in。温度25℃, G值25.02S-1, GT值20253.0。弃去少量放料管中溶液, 取约100m L上清液, 进行浊度、CODcr、色度检测, 并比较其混凝絮体大小、沉淀速度, 污泥体积等项目。

CODcr用重铬酸钾法快速测定, 色度、浊度仪器检测, 必要时, 稀释或过滤再检测。浊度、COD、色度指标均以去除率 (μ) 表示:

式中:C0~表示混凝处理前各项指标值;C~表示混凝处理后相对应的各项指标值。

2 结果与讨论

2.1 不同脱色絮凝药剂的选型

有文献说明, 用聚环氧氯丙烷胺系列脱色絮凝剂, 针对印染废水的脱色, 含聚氯化铝的聚环氧氯丙烷胺优于不含氯化铝的, 更优于聚氯化铝。所以本试验仅选1.3中所配制的三种脱色絮凝剂比较。样品投加量均为60mg/L。试验结果见下表1

注:废水水质:PH 8.9, 浊度78.9NTU, 色度1083.4度, CODcr317.6mg/L;

从表1可以看出, 样品B最好, 即改性双氰胺-甲醛/聚胺复合聚合物优于改性双氰胺-甲醛聚合物, 更优于高分子量聚胺。在样品B中, 起主要脱色作用的仍然是双氰胺-甲醛, 其阳离子基团与活性、酸性染料分子基团发生化学反应, 形成细小颗粒;氯化铵有助于聚合物生成表面带正电荷高分子聚电解质;脲促进反应物聚合成线形高分子结构;铝盐会因水解形成更多的絮体, 吸附更多的细小悬浮颗粒;乙二胺因部分交联提高了聚合物的分子量, 加强了絮凝架桥作用;高分子量聚胺的参与, 更促进了这些作用, 形成的复合物效能优异。

2.2 药剂最佳投加量选择

选取样品B, 进行不同投加量混凝处理, 通过对印染废水的色度、CODcr及浊度的去除率比较, 确定最佳投加量范围, 以期达到处理成本最低。试验结果见下表2:

注:废水水质:PH8.9, 浊度78.9NTU, 色度1083.4度, CODcr317.6mg/L

表2数据表明:1) 用量越大, 色度越低, 60mg/L以上均可达标;2) 对CODcr和浊度的去除, 都存在最佳投加量范围。超过60mg/L, 随投加量增加, CODcr去除率下降, 絮体上浮。

2.3 不同色度条件下药剂投加量选择

印染废水处理经生化处理后, 最难达标的是色度, 且色度变化幅度大。因此有必要根据色度确定投加量。选取不同工段不同时段的废水, 混凝处理色度, 数据集中如下表3:

表3再一次说明, 废水色度越高, 需要的脱色絮凝剂越多;对色度指标, 需要控制药剂投加量;较低色度时, 药剂量甚至减半, 都可以达标, 但要综合考虑对COD去除率的影响。

3 结语

1) 制备了聚胺改性的双氰胺-甲醛聚合物, 用于印染废水处理, 色度、悬浮物和CODcr的去除率分别为99.5%、99.6%和86.7%。其效能优于双氰胺-甲醛聚合物和高分子量聚环氧氯丙烷胺, 可以确保排放废水达标, 降低处理成本。

2) 复合脱色絮凝剂制备工艺简单, 反应条件温和, 无“三废”, 适于规模生产。用于带色废水处理, 效果显著, 具现实意义和应用前景。

3) 该实验尚未用于生化前的印染废水处理, 以降低生化处理的负荷。也是我们下一步需要探索的。

参考文献

[1]孙玉凤, 王风清, 王颖.两种合成絮凝剂在处理染料废水中的比较[J].工业水处理, 2011.

[2]张林生.印染废水处理技术及典型工程[M].北京:化学工业出版社, 2005.

[3]孙希孟.双氰胺-甲醛系列高分子脱色絮凝剂的合成、表征及性能研究[D].河南大学, 2003.

[4]钱玲, 吕功煊.不同方法改性的双氰胺-甲醛絮凝剂脱色性能研究[J].工业水处理, 2008.

[5]刘明华.混凝剂和混凝技术[M].北京:化学工业出版社, 2011.

[6]孙逊, 高宝玉, 岳钦艳等.聚环氧氯丙烷胺系列絮凝剂的脱色性能研究[J].水处理技术, 2007.

复合絮凝剂 第7篇

1 实验部分

1.1 原材料

AlCl36H2O和FeCl36H2O:分析纯,天津市致远化学试剂有限公司生产。NaOH和FeSO4:分析纯,天津市化学试剂六厂三分厂生产。聚合氯化铝(PAC)为市售品。

黄河水取自甘肃兰州安宁段,取样时间为冬季。黄河水pH值为7.79,浊度为32 NTU,电导率为3.7102μS/cm。

1.2 实验方法

1.2.1 PAFC的制备

将摩尔浓度均为1mol/L 的AlCl3和FeCl3溶液按比例加入到烧杯中,搅拌下滴加NaOH溶液,聚合4h,然后将所得液体产品熟化24 h后浓缩,经研磨后得到棕黄色粉状PAFC。

1.2.2 PAFC絮凝黄河水

取500mL黄河水置于1000mL烧杯中,加入PAFC后连续搅拌2min,然后依次在75～100,50r/min条件下分别搅拌10,5min,尔后静置沉降5～10min。用移液管在液面下3cm处取上清液,测定其浊度。

1.3 试样表征

采用德国Bruker公司生产的Vertex 70型傅里叶变换红外光谱仪,测定PAFC的微观结构,以KBr压片,扫描范围为400～4000cm-1。采用GB 1320091分光光度法测定试样浊度。

2 结果与讨论

2.1 傅里叶变换红外光谱分析

由图1可知,在3400～3450cm-1处为试样的羟基伸缩振动峰,1610～1630cm-1处为物理吸附水的振动峰。随着Al3+/Fe3+(摩尔比,下同)的增加,850～880cm-1处的FeOHFe面内弯曲振动峰逐渐减弱(这是由于Al3+对Fe3+羟基聚合物进一步晶化的抑制作用大于催化作用所致),表明PAFC中存在以羟基为桥连的铁和铝的聚合物,与文献[1,2]结果吻合。

(图中数字为Al3+/Fe3+,摩尔比)

2.2 对黄河水絮凝效果的影响

2.2.1 Al3+/Fe3+

在Al3+/Fe3+为3∶5～9∶1的条件下,由于Al3+的催化作用,增加了Fe3+的结晶中心,促使Fe3+胶团的形成[3]。Al3+/Fe3+为5∶5时,Al3+与Fe3+羟基聚合物的作用加强,形成了含铝水羟合铁。

由图2可知,当Al3+/Fe3+为9∶2时,浊度去除率为98.9%,此时除浊效果最好,随着Al3+/Fe3+配比中Fe3含量的增加,浊度去除率呈下降趋势。这是因为Al3+和Fe3+在水解过程中会通过羟基桥连形成多核多羟基络合物,该络合物比仅由Al3+水解形成的羟基络合物具有更强的电中和能力和架桥吸附能力,故絮凝效果优于后者;但当Fe3+含量过多时,有一部分Fe3+并不能与Al3+通过羟基共聚,絮凝效果反而下降。因此本工作Al3+/Fe3+以9∶2为最佳。

2.2.2 PAFC碱化度

由图3可知,当PAFC碱化度([OH]-/[Al3++Fe3+],摩尔比,下同)为2.0时,浊度去除率为最高(99.6%)。当碱化度低于1.0时,由于其中的Fe3+水解速率快,溶液中Fe3+羟基聚合物占优势,而中间形态(由中间多核羟基络合物或聚合物组成)少且不稳定;碱化度大于2.0后,Al3+水解程度增大,溶液中Al3+羟基聚合物占优势,中间形态较多且较稳定[4]。当碱化度为1.5～2.0时,因为此时形成的中间形态具备最佳电中和能力及最大的吸附架桥性能,所以其絮凝效果最佳。本工作PAFC碱化度以2.0为宜。

2.2.3 PAFC加入量

由图4可知,浊度去除率在PAFC用量为6mg/L时出现最大值,去除率达到99.4%,尔后浊度去除率随PAFC用量的增加而下降,在用量为50mg时达到最低,然后略有提高。这是因为当PAFC加入量小于6mg/L时,絮凝剂不能与黄河水中微粒充分接触,仍有部分未被絮凝,导致絮凝效果较差;同时,当PAFC加入量大于10mg/L后,由于铝铁离子带有大量的正电荷,从而使颗粒表面也带有正电荷,使得颗粒相互碰撞变难,絮体间的架桥作用所必需的粒子表面吸附活性点被絮凝剂所包裹,吸附架桥作用变得困难,不易凝聚,因而絮凝效果变差。本工作PAFC加入量以6mg/L为最佳。

2.2.4 黄河水pH值

由图5可以看出,随着黄河水pH值的升高,浊度去除率逐渐增加,pH值为6时去除率达到99.3%,当pH值增加至8后,去除率呈下降趋势。这说明pH值为6～8时,去除效果较好,表明PAFC有较宽的pH值使用范围。这主要是因为黄河水pH值影响到絮凝剂的水解过程以及最终的水解形态。在pH值小于6时,PAFC水解生成的高价正电多核络离子占优势,后者对黄河水中微粒表面具有吸附脱稳作用,所以絮凝去浊效果不好。在pH值为6～8时,主要是PAFC水解生成的低电荷正电多核络离子或金属氢氧化物凝胶对脱稳的微粒产生黏接架桥絮凝和卷扫沉淀作用,使得黄河水中微粒聚沉,所以絮凝效果最佳。pH值再升高(8～9),PAFC水解产物的电荷迅速降低,且为负值,导致絮凝效果变差。之后,随着pH值的进一步升高(大于9),絮体明显变得疏松[5]。本工作pH值以6为宜。

2.3 PAFC与几种无机絮凝剂的性能比较

取6mg/L的FeCl3,FeSO4,AlCl3,PAFC,PAC分别加入黄河水中,进行絮凝实验。由实验可知,加入絮凝剂后,试样中絮状物沉降速率由快到慢依次为:PAFC,PAC,FeCl3,FeSO4,AlCl3;其浊度去除率依次为:99.3%,90.5%,79.6%,66.2%,54.7%。由 此 可 知, PAFC 的 絮 凝 效 果最好。

3 结论

a.傅里叶变换红外光谱分析表明,实验制备的PAFC中存在以羟基桥连的铁和铝的聚合物。

b.在Al3+/ Fe3+为9∶2,碱化度为2.0,PAFC用量为6mg/L,黄河水pH值为6条件下,将PAFC加入到黄河水中,浊度去除率达到99%以上。

c.在黄河水中分别加入不同的絮凝剂(加入量6mg/L),试样中絮状物沉降速率由快到慢依次为:PAFC,PAC,FeCl3,FeSO4,AlCl3;其浊度去除率依次为:99.3%,90.5%,79.6%,66.2%,54.7%。

摘要：以摩尔浓度均为1 mol/L的AlCl3和FeCl3溶液为原料,在混合溶液中滴加NaOH溶液,聚合4 h,可制备聚合氯化铝铁(PAFC)。结果表明,经傅里叶变换红外光谱分析,证实PAFC中存在以羟基桥连的铁和铝的聚合物;将PAFC加入到500 mL黄河水中,在Al3+/Fe3+摩尔比为9∶2,碱化度为2.0,PAFC加入量为6 mg/L,黄河水pH值为6的条件下,浊度去除率达到99%以上;在黄河水中分别加入6 mg/L不同的絮凝剂,试样中絮状物沉降速率由快到慢依次为:PAFC,聚合氯化铝,FeCl3,FeSO4,AlCl3;浊度去除率依次为:99.3%,90.5%,79.6%,66.2%,54.7%。

关键词：三氯化铝,三氯化铁,聚合氯化铝铁,复合絮凝剂,黄河水,浊度去除率

参考文献

[1]章兴华,周丽芸,汤敏.聚合氯化铝铁的红外光谱研究[J].光谱学与光谱分析,2002,22(1):39-41.

[2]胡俊虎,刘喜元,李晓宏,等.复合型絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)的合成及其应用[J].环境化学,2007,26(1):35-38.

[3]章兴华,周丽芸.聚合氯化铝铁的制备及应用[J].贵州化工,2001,26(2):17-19.

[4]涂传青,徐国勋,马鲁铭.聚合氯化铝铁的形态分布特征研究[J].净水技术,2004,23(4):4-6.

复合絮凝剂 第8篇

本研究通过使用多糖生物絮凝剂与无机絮凝剂复配处理垃圾渗滤液, 在前处理阶段最大限度地降低各污染指标, 以达到单纯应用物理化学方法处理垃圾渗滤液的目的。

1 生物絮凝剂的絮凝原理

无机和人工合成的有机高分子絮凝剂被广泛地应用于水处理工艺中, 但在使用过程中的不安全性和给环境造成的二次污染已经引起人们的高度重视。生物絮凝剂是由微生物产生的代谢产物, 具有良好的絮凝沉淀性能, 安全无毒, 具有可生物降解性, 属于环境友好型材料。因而, 生物絮凝剂具有广阔的应用前景[2]。

威海汉邦生物环保科技有限公司生产的多糖生物絮凝剂打破了传统的微生物发酵生产方法, 采用先进的酶催化和膜分离技术使规模化生产生物絮凝剂成为了可能。其生产的多糖生物絮凝剂为长的直链结构, 分子量达到800万以上, 由于表面具有大量的羟基和羧基作为絮凝功能团, 能够形成巨大的网状结构对水中的胶体悬浮物进行架桥、卷扫和网捕作用, 达到对CODCr和NH3-N的高去除率效果。但生物絮凝剂的高成本问题严重制约着其在工业上的广泛应用, 因此研究生物絮凝剂与其他絮凝剂的配合使用也是微生物絮凝剂发展的另一方向。尽管化学絮凝剂的危害很大, 但只要不超过界限值则是无害的。已有实验表明二者配合使用可以互补不仅可以提高絮凝效率而且还可降低生物絮凝剂的投加量[3]。

2 实验研究

2.1 检测项目及方法

CODCr的测定采用重铬酸钾法 (GB/T 11914-1989) ;NH3-N的测定采用滴定法 (GB/T 7478-1987) ;色度的测定采用铂钴比色法 (GB/T 605-2006) ;SS的测定采用重量法 (GB/T11901-1989) 。

2.2 强化混凝沉淀处理系统

为了保证垃圾渗滤液在经过前处理后能够直接进行反渗透膜过滤, 而不堵塞膜孔, 渗滤液需经过格栅后进行复合生物絮凝剂的强化混凝沉淀以除去大部分悬浮物, 同时达到去除部分CODCr和NH3-N的效果。本研究设计的强化混凝沉淀设备包括助剂溶配罐1个 (50L) , 复合生物絮凝剂槽1个 (10L) 、密封式混凝搅拌罐2个 (各100L) 和沉淀罐1个 (100 L) , 以及污水提升泵、助剂泵和加药泵各一台。见图1。

助剂在助剂溶配罐用自来水进行适当稀释后, 由助剂泵连同垃圾渗滤液输送至密封式混凝搅拌罐1, 溢流混合液体在复合生物絮凝剂加药泵的作用下输送至混凝搅拌罐2, 溢流混合液进入沉淀罐, 沉淀30分钟后上清液经过袋式过滤器过滤, 进入反渗透膜系统。污泥沉淀脱水后回填至垃圾填埋场。

2.3 Ca2+浓度对复合生物絮凝剂处理垃圾渗滤液的影响

有研究表明, 生物絮凝剂在使用时需添加适量的Ca2+作助剂, 因为Ca2+能够中和胶体表面的负电荷、降低胶体颗粒的Zeta电位促进絮体的形成, 还可以有效地保护生物絮凝剂不受废水中降解酶的作用[2]。

试验时, 向助剂溶配罐中分别加入不同质量的氯化钙粉末, 使Ca2+在密封式混凝搅拌罐1里的质量浓度分别为0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%和1.5%, 调节垃圾渗滤液p H至10.0后, 使用复合生物絮凝剂运行强化混凝系统, 检测沉淀后出水的CODCr和NH3-N。实验结果如图2和3所示。

图2和图3表明, Ca2+浓度对复合生物絮凝剂功能的影响较为显著, 且随着Ca2+浓度的增加, 絮体也逐渐变大。当Ca2+浓度达到0.9%时, CODCr和NH3-N的去除率分别达到56.3%和45.6%, 接近峰值, 且上清液透明度较高, 色度最低。继续增加Ca2+浓度, 虽然CODCr和NH3-N的去除率有略微提高, 但上清液开始发浊, 说明在弱碱性情况下Ca2+开始形成Ca (OH) 2沉淀。因此, 对于此垃圾渗滤液, Ca2+的浓度应当控制在0.9%为最佳。

2.4 p H对复合生物絮凝剂处理垃圾渗滤液的影响

向助剂溶配罐中加入氯化钙粉末, 使Ca2+在密封式混凝搅拌罐1里的质量浓度控制在0.9%。将经过格栅过滤后的垃圾渗滤液分成9份, 1份不调节p H, 其p H为7.3, 另外8份分别用稀盐酸或氢氧化钠调节p H至4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0和11.0。使用复合生物絮凝剂运行生物强化混凝系统, 测量沉淀后出水的CODCr和NH3-N。实验结果如图4和5所示。

由图4和图5可知, 随着p H的升高, 复合生物絮凝剂的能力也逐渐提高, 但对絮体的形成影响不大。当p H升至8时, CODCr和NH3-N的去除率开始加快, 当达到9.0时, 去除率开始趋于平稳。继续提高渗滤液p H, 上清液开始发浊, 说明已有部分Ca2+开始形成Ca (OH) 2沉淀。因此, 渗滤液的p H应控制在9.0左右, 才能使复合生物絮凝剂效果最佳。

2.5 稳定运行试验

为了验证复合生物絮凝剂对垃圾渗滤液处理的稳定性, 试验运行了1个月。在生物强化混凝沉淀系统中, 助剂使用氯化钙粉末, Ca2+浓度控制在0.9%, 垃圾渗滤液的p H调节至9.0。在经过强化混凝沉淀后, 上清液经过微滤直接进入反渗透膜, 膜出水最后进入沸石脱氨系统, 测定沉淀出水、膜出水和沸石脱氨系统出水的各污染指标, 实验结果如表2所示。

通过表2可以看出, 用复合生物絮凝剂混凝沉淀后的出水SS较少, 完全可以直接进入反渗透膜系统, 膜出水CODCr小于500 mg/L, 完全达到《污水综合排放标准》中的三级标准 (1500 mg/L) 。试验运行1个月后, 反渗透膜的运行压力增加较少 (约0.6 MPa) , 且清洗频率与使用传统的PAC和PAM降低约50%。

3 结论

3.1 Ca2+浓度和渗滤液的p H对复合生物絮凝剂的功能影响都较为显著。试验得出了适用于垃圾渗滤液处理的最佳Ca2+浓度和p H, 而且保证了混凝沉淀后上清液有较低的浊度;

3.2 使用复合生物絮凝剂前处理后的水经过微滤后, 可以直接进入反渗透膜, 相比生化法处理减少了很多工序和资金投入, 占地面积较小;

3.3 由于复合生物絮凝剂对垃圾渗滤液中的氨氮也有明显的去除效果, 因此, 对于处理低氨氮含量的废水有较好的应用前景;

3.4 复合生物絮凝剂实现大工业化生产将大幅降低药剂成本, 使用复合生物絮凝剂处理垃圾渗透液也将实现低成本运行。

参考文献

[1]靳慧霞, 马放, 孟路, 杨基先.复合型微生物絮凝剂与化学絮凝剂的复配及其应用[J].化工进展, 2006, 25 (1) :105-109.

[2]杨莹, 马放, 王琴.Ca2+对生物絮凝剂絮凝形态影响的研究[J].哈尔滨商业大学学报, 2006, 22 (6) :41-43.

复合絮凝剂 第9篇

关键词：选煤厂,多糖生物絮凝剂,煤泥水,高灰细泥,沉降,浓缩

伊泰集团西召选煤厂是处理能力为10 Mt/a的矿区型动力煤选煤厂,采用原煤分级入洗,即块煤浅漕、末煤重介旋流器分选流程。因煤质条件差,末煤含量高,矸石泥化严重,煤泥水高灰细泥含量高,严重制约了选煤厂的正常生产。为保证清水洗煤,该厂选用高分子多糖复合生物絮凝剂替代聚丙烯酰胺,解决了煤泥水处理对生产的制约,有效释放了生产潜能。

1 煤泥水粒度特性

煤泥水中细颗粒的含量对其沉降浓缩有很大影响。一般来说,细颗粒含量越高,煤泥水的稳定性越强,依靠重力自然沉降难度越大。从表1可以看出,该厂煤泥水中小于0. 045 mm高灰细泥占煤泥质量分数为25. 42% ,灰分55. 32% ,含量达24. 15 g/L。受此部分高灰细泥影响,利用原有的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺对煤泥水进行凝聚和絮凝处理,难以达到清水洗煤目的。为此,该厂决定采用威海汉邦生物环保科技有限公司生产的高分子多糖复合生物絮凝剂替代聚丙烯酰胺。

2 生物絮凝剂的絮凝原理

威海汉邦生物环保科技有限公司生产的多糖生物絮凝剂打破了传统的微生物发酵生产方法,采用先进的酶催化和膜分离技术使规模化生产生物絮凝剂成为可能。其生产的多糖生物絮凝剂为长的直链结构,分子量达到800万以上,由于表面具有的羧基和羟基作为絮凝官能团,既能和带负电的煤泥水颗粒发生电性中和,压缩双电层,使煤泥水颗粒相互靠近产生絮凝,又能形成巨大的网状结构,对水中的胶体悬浮物进行桥架、卷扫和网捕[1]。

生物絮凝剂是由微生物产生的代谢产物,具有良好的沉降性能,且安全无毒,具有可生物降解性,利于选煤厂周边的环境保护。

3 工业试验结果及分析

沉降试验,以该厂浓缩机入料作为试验用煤泥水样( 100 g/L) ,采用质量分数为1. 0% 的聚合氯化铝溶液为凝聚剂,将聚丙烯酰胺、生物絮凝剂搅拌2 h制成质量分数为1. 5‰的絮凝剂溶液。其中生物絮凝剂由粘稠液体状生物絮凝剂#1( HB- Y011) 和粉末固体状生物絮凝剂#2( HB - G005)两种成分构成,并按液固质量比1∶10混合溶解。

将煤泥水倒入两个500 m L的量筒中,分别添加1. 5 m L质量分数为1% 的聚合氯化铝溶液,封口。用普通坐标纸制成纸带,附于量筒外壁,以液面为原点( 单位为mm) ,方向向下建立纵坐标系。上下翻转2 min,摇匀后,迅速将量筒竖立于光源下,记录澄清层高度随时间的变化。沉降1. 5 h后记录澄清情况、沉积物高度。沉降试验结果见表2,沉降性能曲线见图1。

从表2及图1可以看出,生物絮凝剂在添加量为1. 6 m L时沉降效果最佳,计算得出初始沉降速度为12. 8 mm/s,沉降1. 5 h后记录沉积物高度为85 m L,上澄清液状态为澄清; 聚丙烯酰胺在添加量为2. 5 m L时沉降效果最佳,计算得出初始沉降速度为10. 2 mm/s,沉降1. 5 h后记录沉积物高度为105 m L,上澄清液状态为较澄清。当生物絮凝剂和聚丙烯酰胺添加量超过以上临界量时,均出现絮凝活性下降现象,这是由于当微粒吸附过量的絮凝剂以后,微粒表面被全部覆盖,已没有空余表面吸附起桥架作用的其他絮凝剂,又由于覆盖的絮凝剂带有许多亲水官能团,故反而形成分散作用,这种溶胶或悬浮液又变成稳定的分散体系,不利于微粒沉降[2]。

用该厂直径35 m的浓缩机进行工业试验。该厂煤泥水处理工艺为,煤泥水经浓缩机浓缩后,溢流直接用作循环水,底流由板框压滤机处理后外排。根据现场生产实际及试验数据,生物絮凝剂和聚丙烯酰胺分别在相同的两台自动加药装置中配成质量分数为1. 5‰絮凝剂溶液,生产稳定后( 带煤量1 800 t/h,浓缩机入料95 g /L) ,在添加等量聚合氯化铝情况下,每隔5 h间断性向浓缩机添加生物絮凝剂或聚丙烯酰胺溶液。选择同一台板框压滤机,在相同工况条件下,分别检测该板框压滤机产品煤泥水分,同时记录浓缩机运行情况,经反复调试,工业试验结果见表3。

由表3工业试验结果可以看出,生物絮凝剂和聚丙烯酰胺在最佳絮凝状态下,药剂用量比与沉降试验结果的比例相近,生物絮凝剂添加量约为聚丙烯酰胺添加量的3 /5。生产实践表明,使用生物絮凝剂后,浓缩机各项运行指标均好于聚丙烯酰胺,且同等工况条件下,板框压滤机产品煤泥水分较使用聚丙烯酰胺降低约3% 。

4 经济效益比较

近1 a的生产实践表明,使用高分子多糖复合生物絮凝剂替代聚丙烯酰胺,吨干煤泥絮凝剂成本平均降低0. 9元,年节省药剂费用54万元,且有效释放选煤潜能,减少了对选煤生产的影响。有研究表明,有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺使用中具有不安全性,易产生二次污染,难于降解,其单体具有三致效应( 致畸、致癌、致突变)[3]。与其相比,生物絮凝剂无毒无害,安全性高,易被微生物降解,无二次污染。

5 结束语